工业HMI(Industrial Human-machine Interface)是一种带处理器的智能终端,工业应用中实现人和机器之间的信息交互,包括文字或图形显示以及输入等功能。操作人员从HMI操作和监视设备,可以连接到PLC等终端并将其数据显示在屏幕上,实现实时监控以及故障检修的功能。从信号链和电源的角度出发,思瑞浦提供外围芯片全套解决方案。
工业HMI的对外传输接口主要分为RS232、RS485、CAN、RJ45网线等几种类型。
其中RS232芯片主要用作调试接口,推荐思瑞浦的TPT3232E,特点是支持宽范围3.0~5.5V供电,2T/2R结构,最高速率250kBPS,有多种封装可以选择。TPT487L1是RS485接口,芯片支持宽范围供电,最高可扩展至256节点,ESD防护性能高。TPT125x作为思瑞浦CAN芯片,支持CAN FD通信最高速率达到5Mps,pin5有VIO和NC两个版本,Latch-up能力超过500mA,极大的提高了系统的可靠性。
TPT3232E主要参数
供电范围:3.0~5.5V
最高速率:250Kbps max
ESD:±15KV HBM
封装:SOIC-16、TSSOP-16、SSOP-16
TPT487L1主要参数
供电范围:3.0~5.5V
最高速率:500Kbps
HBM&IEC Air-gap:18KV&18KV
封装:SOP8、MSOP8、DFN3X3-8
TPT125x主要参数
供电范围:4.5~5.5V
最高速率:5Mbps
Bus Fault Protection:±42V
工作温度:-40℃ to +125℃
当产品在受到干扰比较严重的场景(如接地不良),一般会采用隔离芯片,用于RS232、RS485等接口的物理隔离。思瑞浦的TPT772x系列支持速率最高100Mbps,Surge能力高达10KV,CMTI能力高达150KV/us,有宽体和窄体两种封装,并且可以提供VDE、CSA、TUV和CQC等多种认证报告。
TPT772x主要参数:
输入电压:2.25~5.5V
通道数量:2-ch
静态功耗:3mA/ch
封装:SOP-8、WSOP-16
工作温度:-40℃ to +125℃
产品通常需要外置一颗复位芯片,用于检测系统的5V电压是否正常,可以采用思瑞浦的TPV809芯片。产品功耗低至2.2uA,可以保证电源低于1V 时稳定输出复位信号,工作温度达-40℃ to +125℃,提供从1.58V~4.63V的符合业界标准的各种复位电压版本,广泛适用于工业类的各种应用场景,持续监测系统运行状态,进而提高系统的鲁棒性。
TPV809M主要参数:
复位门限:4.38V
Timeout时间:200ms
输出结构:Push-pull
复位电平:低电平有效
电源管理产品
思瑞浦应用于工业HMI方案
工业HMI电源入口一般是采用隔离Flyback架构,反馈回路上需要一颗基准源。思瑞浦的基准产品TPR431B,作为一颗高性价比的输出可调型Shunt基准,精度为0.5%,输出电压范围为2.5~36V,可以满足绝大部分的场景需求。
TPR431B主要参数:
输出范围:2.5~36V
Vref:2.5V
精度:0.5% max
Isink:1~80mA
工作温度:-40℃ to +125℃
Buck用于将Flyback后的24V转到5V,电流需求一般小于2A。思瑞浦的TPP36208x,这是一颗外围简单、便于使用的同步整流型Buck,与异步整流方式相比,同步整流采用了导通电阻极低的MOSFET管代替了二极管,降低了损耗,提高了工作效率,还可以节省一颗二极管的成本。TPP36208x一共包括四种版本可选:分别对应开关频率500kHz和2.2MHz,Current Mode为Pulse-Skip和Forced-PWM。
TPP36208x主要参数:
供电范围:4.5~36V
最大输出电流:2.0A
开关频率:500K~2.2MHz
封装形式:SOT23-6
在5V后还需要低压Buck或者LDO再次降压到3.3V、1.8V和1.2V等电源域,低压Buck可以选用TPP05608。
TPP05608x主要参数:
输入电压:0.8~6.0V
输出电流:6A max
开关频率:200~2000kHz
封装形式:QFN3X3-16
LDO会根据不同的负载有不同的需求,推荐两颗:第一颗是TPL920,这是思瑞浦高性能LDO的代表之一,超高PSRR能力,这使得输出噪声仅有6nV RMS,非常适合噪声敏感的应用场景,输出电压0.8~5.2V可调,输出电流高达2A同时可以做到快速瞬态响应。
TPL920主要参数:
供电范围:1.1~6.5V
最大输出电流:2.0A
PSRR @1KHz:70dB
噪声指标:6uVrms typical
Low Vdropout:110mV at 2A
第二颗是TPL740,当负载动态变化时能够做到快速响应,外围稳定仅需2.2uF的陶瓷电容,全系产品支持限流和过热保护,极大提高产品可靠性。同时支持EN控制,可以输出1.2~3.3V之间的固定电压,有多种封装可以选择。
TPL740主要参数:
供电范围:2.4~5.5V
输出电流:500mA max
Vdrop:300mV@500mA
工作温度:-40℃ to +125℃
封装形式:SOT23-5、SC70-5、SOT89-3
工业HMI在现代智能化的工业产线管控系统中扮演着非常重要角色,相对于传统的计算机操作方式更加灵活,由于工业现场环境的复杂性,对产品的精度和可靠性都着有更高的要求。
思瑞浦持续聚焦与服务工业领域,高性能、高鲁棒性的产品性能优势,快速的技术支持和本地化响应服务,为客户与市场提供一站式产品解决方案与支持。
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